1081《電磁場(chǎng)與電磁波》大作業(yè)A 答案

1081《電磁場(chǎng)與電磁波》大作業(yè)A答案1081《電磁場(chǎng)與電磁波》大作業(yè)A答案1081《電磁場(chǎng)與電磁波》大作業(yè)A答案1081《電磁場(chǎng)與電磁波》大作業(yè)A答案編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:西南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院課程考試答題卷學(xué)號(hào)：姓名：層次：專升本類別：網(wǎng)教專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化2015年12月課程名稱【編號(hào)】：電磁場(chǎng)與電磁波【1081】A卷題號(hào)一二三四五總分評(píng)卷人得分（橫線以下為答題區(qū)）分析題（共40分，每題10分）闡述任意理想介質(zhì)中均勻平面電磁波的傳播特性。答：（a）均勻平面電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量均與傳播方向垂直，沒(méi)有傳播方向的分量，即對(duì)于傳播方向而言，電磁場(chǎng)只有橫向分量，沒(méi)有縱向分量。這種電磁波稱為橫電磁波或稱為TEM波。

（b）電場(chǎng)、磁場(chǎng)和傳播方向互相垂直，且滿足右手定則。

（c）電場(chǎng)和磁場(chǎng)相位相同，波阻抗為純電阻性。

（d）復(fù)坡印廷矢量為：從而得坡印廷矢量的時(shí)間平均值為平均功率密度為常數(shù)，表明與傳播方向垂直的所有平面上，每單位面積通過(guò)的平均功率都相同，電磁波在傳播過(guò)程中沒(méi)有能量損失(沿傳播方向電磁波無(wú)衰減)。(e)任意時(shí)刻電場(chǎng)能量密度和磁場(chǎng)能量密度相等，各為總電磁能量的一半。2、斜入射的均勻平面波可以分解為哪兩個(gè)正交的線極化波答：斜入射的均勻平面波都可以分解為兩個(gè)正交的線極化波:一個(gè)極化方向與入射面垂直，稱為垂直極化波；另一個(gè)極化方向在入射面內(nèi)，稱為平行極化波。3、矩形波導(dǎo)的傳播特性參數(shù)有哪些？答：傳播常數(shù)、截止頻率、相速度、群速度、波導(dǎo)波長(zhǎng)、波阻抗等。4、闡述天線分類中的任意三種分類方式。答：按天線特性分類從方向性分：有強(qiáng)方向性天線、弱方向性天線、定向天線、全向天線、針狀波束天線、扇形波束天線等。從極化特性分：有線極化天線、圓極化天線和橢圓極化天線。線極化天線又分為垂直極化和水平極化天線。從頻帶特性分：有窄頻帶天線、寬頻帶天線和超寬頻帶天線。按天線上電流分布分類有行波天線、駐波天線。按使用波段分類有長(zhǎng)波、超長(zhǎng)波天線、中波天線、短波天線、超短波天線和微波天線。計(jì)算題（共60分，每題10分）5、給定矢量，，求：(1)；(2)；(3)答：（1）；（2）35；（3）6、設(shè)求在點(diǎn)M(1,－2,1)處的。答：7、一個(gè)半徑為a的球體均勻分布著體電荷密度()的電荷，球體內(nèi)外介電常數(shù)均為，求球體內(nèi)外的電場(chǎng)強(qiáng)度及電位分布。解：采用球坐標(biāo)系分析本題（只涉及了一個(gè)變量半徑r，并未涉及其他角度變量）。在r<a的區(qū)域，高斯面是一個(gè)與這個(gè)球體相同球心，以r為半徑的球面，所包圍的電荷是，因此（表示方向沿徑向向外，下面省略了中間過(guò)程）所以（）在r>a的區(qū)域，高斯面是一個(gè)與這個(gè)球體相同球心，以r為半徑的球面，所包圍的電荷是，（）求解電勢(shì)：由于電荷分布在有限區(qū)域，可選無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn)為參考點(diǎn)。則在r<a時(shí)在r>a時(shí)8、單匝矩形線圈置于時(shí)變場(chǎng)中，如圖所示。初始時(shí)刻，線圈平面的法向單位矢量與y軸成角。求：線圈靜止時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；線圈以速度繞x軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。答：線圈靜止時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通為由式（），故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為線圈以角速度繞x軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，法向單位矢量的方向隨時(shí)間變化。在時(shí)刻，與y軸的夾角,所以故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為9、一個(gè)半徑為的導(dǎo)體球的電位為，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電位。求球內(nèi)、外的電位分布。解：導(dǎo)體球是等位體，所以球內(nèi)各點(diǎn)的電位均為U。球外的電位滿足拉普拉斯方程?兩次積分，通解為?=-根據(jù)邊界條件求常數(shù)，邊界條件如下。r=a時(shí)?=U.(2)